【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状ワークの外周面を研削加工によって所定の精度に仕上げるための円筒研削盤に関するものであり、更には、かかる研削盤を用いてフランジ部が突設された円筒状ワークの外周面を段取なく連続的に加工するための研削方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】研削加工のすすめ方（工業調査会／１９９２．４．１発行）
【特許文献１】特表２００２−５４３９９１号公報
【０００３】
円筒状ワークの外周面を研削する研削盤としては、円筒研削盤が最も一般的である。この円筒研削盤は、固定ベッド上にワーク主軸台、心押台、砥石台等を配置したものであり、前記ワーク主軸台によって回転を与えられたワークに対し、回転する円盤状の砥石をその半径方向へ送り込むことにより、ワークの外周面を研削するように構成されている。
【０００４】
ワークはその軸方向の両端面にセンタ穴が設けられており、ワーク主軸台と心押台に設けられたセンタがこれらセンタ穴に嵌合することによって、かかるワークを軸方向の両端から支えている。殆どの円筒研削盤にあっては、ワークは回転軸を水平方向と合致させた状態で支承される一方、砥石が装着される砥石台のスピンドル軸もワークの回転軸と平行に設けられており、砥石を半径方向に送り込む量を調整することにより、研削代を調整することができるようになっている。
【０００５】
しかし、このような従来の円筒研削盤ではワークの回転軸が水平方向に合致していることから、かかるワークが重量物の場合、加工途中でセンタ穴が摩耗してしまい、ワークの中心軸がワーク主軸台の回転軸芯から変位しまう所謂芯ずれが発生し易いといった問題点があった。このため、研削加工における加工精度が低下し、特に、砥石先端をチャート図に描かれた形状に倣って移動させながらワークに該チャート図と同じ形状を形成するプロファイル研削においては、加工後のワーク形状の精度が極端に悪化してしまう。
【０００６】
センタ穴に対して定期的に極圧グリースを給油することで、かかるセンタ穴の摩耗はある程度まで抑えることが可能であるが、給油のために研削作業を中止することが必要とされ、加工効率の向上を阻害する一要因となっている。
【０００７】
また、このようにワークの回転軸が水平方向に合致している場合、ワークを主軸台及び心押台の間に固定した後の芯だし作業に大変手間がかかり、特にワークが重量物になった場合は顕著である。このために、研削加工開始前の段取に時間を要し、このことも加工効率を低下させる一因となっていた。
【０００８】
一方、このような円筒研削盤を用いた研削方法としては、ワークの仕上げ形状に合致した総型砥石を使用し、砥石とワークを相対的に移動させず、砥石をワークに対して切り込ませるだけの所謂プランジカット研削や、ワークの軸端で砥石を該ワークに対して所定量だけ切り込ませた後、ワークと砥石とを回転軸方向へ相対的に移動させながら該ワークの外周面の研削を行う所謂トラバース研削が知られている。ワークのサイズが小さいものであれば前者のプランジカット研削で対応することが可能であるが、大サイズのワークに対してはトラバース研削で対応することになる。
【０００９】
しかし、砥石軸がワークの回転軸と平行に設けられている場合、円筒状ワークの外周面にフランジ部等が突設されていると、ワークの一方の軸端から他方の軸端までを連続してトラバース研削することができなかった。すなわち、一方の軸端からフランジ部までの外周面を研削した後、一旦ワークを主軸台から取り外して１８０°反転させ、再度主軸台に装着してから芯だし作業を行い、この後に残りの外周面を研削する必要が生じ、前述のように段取に時間と手間がかかることを考えると、著しく加工効率が悪いものとならざるを得なかった。
【００１０】
特表２００２−５４３９９１号公報には、外周面にフランジ部が突設された円筒状のワークを主軸台に対して一回クランプするのみで、かかるワークの外周面の研削加工を総てなし得る研削盤が開示されている。しかし、この研削盤では、砥石主軸が互いに交わった一対の砥石が砥石台に設けられており、これら２つの砥石を使い分けることで、加工途中におけるワークの掴み直しを行うことなく、フランジ部の両側におけるワークの外周面の加工を可能としている。従って、砥石を回転させるためのスピンドルやモータが１セットだけ余分に必要となり、また、いずれか一方の砥石を加工位置から対比させるための機構も必要となり、研削盤それ自体の製造コストは高いものとなってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、研削加工中におけるワークの芯ずれが発生し難く、高精度の研削加工を行うことができる他、芯だし作業が容易で加工開始前の段取時間を短縮することが可能であり、極めて加工効率の高い縦型円筒研削盤及びこれを用いた円筒状ワークの研削方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、フランジ部が突設された円筒状ワークの外周面を、途中で段取を行うことなく連続的に研削することが可能な円筒状ワークの研削方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、円筒状ワークの外周面に対して研削加工を施すための円筒研削盤であって、固定ベッドと、この固定ベッド上に設けられると共に鉛直方向と合致した回転軸を備え、円筒状ワークの中心軸を前記回転軸に合致させて保持し該ワークに対して所定速度の回転を与えるワーク主軸台と、砥石の回転を支承するスピンドル主軸を有すると共に該砥石を回転駆動するモータを備えた砥石ヘッドと、この砥石ヘッドを鉛直方向及び水平方向へ自在に移動させ、前記砥石をワークに対して任意の切り込み量で切り込ませる砥石送りテーブルとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
このように構成された本発明の円筒研削盤によれば、前記ワーク主軸台がその回転軸を鉛直方向と合致させていることから、円筒状のワークをその中心軸が前記回転軸に合致するようにワーク主軸台に保持することで、かかるワークの自重は常にワーク主軸台の回転軸方向へ作用することになり、譬えワークに設けたセンタ穴が摩耗してしまった場合であっても、ワークの中心軸とワーク主軸台の回転軸芯との芯ずれを防止することが可能となる。これにより、本発明の研削盤によれば、研削加工精度の向上を図ることができるものである。
【００１５】
また、本発明の研削盤では、ワーク主軸台の回転軸を鉛直方向へ合致させたことから、ワークの自重がワーク主軸台の回転軸方向へ作用することになり、ワーク主軸台の回転軸が水平方向へ合致している従来の円筒研削盤と比較して、ワークをワーク主軸台に固定した後の芯だし作業を容易に行うことができる。これにより、研削加工開始前の段取時間の短縮化が図られ、加工効率の向上に資することが可能となる。
【００１６】
一方、フランジ部が突設された円筒状ワークの外周面の研削加工を行う場合、かかるワークの一方の軸端から他方の軸端まで連続的にトラバース研削を可能にするためには、砥石ヘッドと砥石送りテーブルとの間に姿勢変更手段を介在させ、前記スピンドル主軸の向きを鉛直方向に合致した位置から水平方向へ合致した位置までの９０度間で自在に変更可能に構成するのが好ましい。このように構成すれば、スピンドル主軸にカップ砥石を装着する共に、前記姿勢変更手段を用いてスピンドル主軸の軸方向を水平方向と合致させ、この状態から前記砥石送りテーブルを移動させ、前記カップ砥石を用いてワークの外周面を前記フランジ部も含めて連続的に研削することが可能となる。スピンドル主軸がワーク主軸台の回転軸と平行に設けられた円筒研削盤を用いてフランジ部を含めたトラバース研削を実施するためには、ワーク径に対して砥石径を極端に大きくする等の対策が必要であり、加工精度や研削盤のサイズ等を考慮すると現実的ではなかった。このため、フランジ部が突設された円筒状ワークの外周面を研削するに当たっては、先ず、ワークの一方の軸端からフランジ部までの外周面を研削加工した後、ワークを１８０°ひっくり返してワーク主軸台に装着し直し、この後にワークの他方の軸端からフランジ部までを研削していた。しかし、スピンドル主軸の向きが９０°自在に変更可能な本発明の研削盤によれば、研削加工の途中でワークの掴み直しを行う必要がなく、芯だし作業等の段取を省略できる分だけ、加工効率の向上を図ることができるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の縦型円筒研削盤を詳細に説明する。
図１は本発明を適用した円筒研削盤の実施例を示すものである。この円筒研削盤は中空円筒状又は中実円柱状ワークＷの外周面の研削加工を行い得るものであり、円筒状ワークＷに関しては内周面の研削加工にも使用することができるように構成されている。具体的には、工場の床面に設置される固定ベッド１と、この固定ベッド１上に設けられたワーク主軸台２と、このワーク主軸台２の上方で昇降自在に設けられた心押台３と、砥石４を保持すると共に所定の回転数で回転駆動する砥石ヘッド５と、この砥石ヘッド５を移動させ、前記ワーク主軸台２に装着されたワークＷに対して前記砥石４を切り込ませる砥石送りテーブル６とから構成されている。
【００１８】
前記ワーク主軸台２は回転テーブルとして固定ベッド１上に設けられており、その回転軸は鉛直方向（図１紙面上下方向）に合致している。図１に示されるようにワークＷはこのワーク主軸台２の上にセンタ２０を介して支承され、あるいはマグネットチャック等を用いて固定されるようになっている。かかるワーク主軸台２は、内外輪の間に複数のローラを配列したクロスローラベアリング２１によって、前記固定ベッド１に対する回転が支承されており、図示外のモータからドライブベルトによって回転駆動力が伝達されるようになっている。なお、この実施例では転がり軸受によってワーク主軸台２の回転を支承したが、極めて高い回転精度を得たい場合等には、静圧軸受を用いることも可能である。
【００１９】
また、前記固定ベッド１には鉛直上方へ向けて支持コラム３０が立設されており、前記心押台３はこの支持コラムに対して鉛直方向へ昇降自在に設けられている。すなわち、支持コラムにはリニアベアリングの軌道レール３１，３１が固定される一方、心押台３にはリニアベアリングのスライダ（図示せず）が固定され、これら軌道レール３１上でスライダを移動させることにより、心押台３が支持コラム３１に対して自在に昇降することが可能となっている。また、支持コラム３１には油圧シリンダ３２が固定されており、かかる油圧シリンダ３２のシリンダロッド３３が心押台３に接続されている。従って、油圧シリンダ３２を作動させ、シリンダロッド３３をシリンダ本体から突出させると、前記心押台３が下降し、シリンダロッド３３をシリンダ本体内に収納すると、前記心押台３が自重に抗して上昇するようになっている。そして、心押台３をワークＷのサイズに対応した位置まで下降させることにより、かかる心押台３に装着されたセンタ３４がワーク主軸台２に立設されたセンタ２０と相まってワークＷを回転軸方向から挟持し、かかるワークＷの回転を支承するようになっている。
【００２０】
一方、前記砥石ヘッド５は、スピンドルとモータを一体化したものであり、ワークＷの研削を行う砥石４はクイル部５０を介してスピンドル主軸に装着されるようになっている。また、スピンドル主軸の回転速度はワークの研削条件に応じて種々変化させられるようになっている。
【００２１】
また。前記砥石送りテーブル６は、固定ベッド１から起立した砥石支持コラムの一側面に対して水平方向（Ｘ方向）に移動自在な中間テーブル６０を設ける一方、この中間テーブル６０上に鉛直方向（Ｙ方向）へ移動自在なトップテーブル６１を設けて構成されており、前記砥石ヘッド５はトップテーブル６１上に固定されている。尚、図１は砥石支持コラムを省略して描いてある。中間テーブル６０及びトップテーブル６１の移動機構はリニアベアリングとボールねじの組み合わせが用いられており、ボールねじのねじ軸６２をモータ６３によって回転させることにより、かかる回転量に応じた移動量を中間テーブル６０及びトップテーブル６１に与えることができるようになっている。尚、図１中の符号６４はトップテーブル６１のＹ方向への移動を支承するリニアベアリングの軌道レールである。
【００２２】
更に、前記砥石ヘッド５は砥石送りテーブル６のトップテーブル６１に対して直接固定されているのではなく、角度調整テーブル７を介してトップテーブル６１に固定されている。この角度調整テーブル７はトップテーブル６１に対して回転自在に設けられており、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、砥石ヘッド５のスピンドル主軸をＸ方向に合致させた状態、Ｙ方向に合致させた状態のいずれか一方に設定できるようになっている。すなわち、この角度調整テーブル７が本発明の姿勢変更手段に相当する。角度調整テーブル７の外周縁にはラック７０が形成される一方、前記トップテーブル６１には前記ラック７０と噛み合う操作ギヤ７１が設けられており、かかる操作ギヤ７１を手動で回転させることにより、角度調整テーブル７が図２（ａ）の位置あるいは図２（ｂ）の位置に任意に設定変更され、更に、図示外の固定手段によって、変更先で角度調整テーブル７を固定することができるようになっている。これにより、ワークＷのサイズや形状に応じて砥石形状やスピンドル主軸の姿勢を選択し、加工効率の向上を図ることができるものである。
【００２３】
図３は本実施例の円筒研削盤におけるワークＷの加工例を示すものである。このワークＷは中空部を有した円筒状に形成されると共に、その外周面の長手方向の中央にはフランジ部Ｗ１が立設されている。このワークＷの外周面を本実施例の円筒研削盤で加工するに当たっては、先ず、両軸端にセンタ穴が形成された治具８を中空部に挿入してワークＷに固定し、この後にワーク主軸台２に取り付けられたセンタ２０と心押台３に取り付けられたセンタ３４を治具８のセンタ穴に嵌合させ、ワークＷをワーク主軸台２と心押台３との間で挟み込むようにして支持する。これにより、ワーク主軸台２に回転を与えると、ワークＷがワーク主軸台２と共に回転することになる。尚、研削抵抗によってワークＷの回転が妨げられるのを防止するため、ワーク主軸台２側のセンタ２０と治具８との間にはケレが取り付けられている。
【００２４】
ワークＷをワーク主軸台２に装着するに当たっては、ワークＷの中心軸をワーク主軸台２の回転軸に正確に合致させる所謂芯だし作業が必要となる。従来の円筒研削盤のようにワーク主軸台の回転軸が水平方向と合致している場合には、ワーク主軸台に対するワークのチャッキングを緩めると、かかるワークの自重によって該ワークの中心軸が傾き易いことから、芯だし作業は難しく、手間と時間のかかる作業であつた。このため、研削加工を開始する前の段取に時間がかかり、特にワークの形状等との関係から、加工途中でワークをワーク主軸台に対して掴み直す必要がある場合等には、段取に多くの時間を要し、作業効率が著しく低下していた。
【００２５】
しかし、本実施例の円筒研削盤では、前述のようにワーク主軸台２の回転軸を鉛直方向に合致させていることから、ワーク主軸台２に対するワークＷのチャッキングを緩めても、ワークＷの中心軸がワーク主軸台２の回転軸に対して傾き難く、その分だけ従来よりも芯だし作業を容易に行うことが可能となっている。これにより、研削加工開始前の段取時間を短縮化することができ、研削加工における作業効率の向上を図ることができるものである。
【００２６】
一方、このワークＷの外周面の研削加工にはカップ型砥石を使用する。カップ型砥石４を装着した砥石ヘッド５は前記角度調整テーブル７を回転させることにより、スピンドル主軸が水平方向に合致するように設定する。この状態から砥石送りテーブル６を移動させ、カップ型砥石４の環状先端面をワークＷの外周面に押し当てることにより、かかるワークＷの外周面の研削加工を行うことができる。このとき、図４に示すように、カップ型砥石４の回転中心はワークＷの中心軸、すなわちワーク主軸台２の回転軸を含む平面内に位置している。
【００２７】
図５に示すように、カップ砥石４はワークＷの一方の軸端から研削加工を開始し、先ずはワークＷの軸方向へ移動しながら、かかるワークＷの小径部分の外周面の研削加工を行う（矢線▲１▼）、次に、カップ砥石４を水平方向へ移動させながら、フランジ部Ｗ１の表裏両面の研削加工を行う（矢線▲２▼）。そして、最後にワークＷの残りの小径部分の外周面の研削加工を行う（矢線▲３▼）。つまり、本実施例の円筒研削盤にあっては、砥石４としてカップ型砥石を用いると共に、かるカップ型砥石４が装着された砥石ヘッド５のスピンドル主軸をワークＷの回転軸と直交させることにより、外周面にフランジ部Ｗ１が立設された円筒状のワークＷであっても、かかるワークＷの外形をなぞるようにしてトラバース研削を行うことが可能となっている。
【００２８】
これにより、外周面にフランジ部Ｗ１が突設されたワークＷ、すなわち従来は研削加工の途中においてワーク主軸台２に対するワークＷの掴み直しを行い、ワークＷの軸方向を反転させる必要があったものであっても、本実施例の円筒研削盤を用いればワークての掴み直しが不要となり、掴み直しの際に必要であった芯だし作業等の段取を省略することができるものである。その結果、研削加工の作業効率を著しく改善することが可能となる。
【００２９】
そして、以上のようにして本実施例の円筒研削盤によって研削加工がなされたワークＷは、ワーク主軸台２の回転軸を鉛直方向に合致させていることから、かかるワーク主軸台２に装着されたワークＷが回転中、すなわち研削加工中に自重を原因とした芯ずれを発生し難く、ワーク主軸台２の回転軸が水平方向に合致している従来の円筒研削盤に比べて、ワーク外周面の研削加工精度を高めることが可能となる。特に、大型で重量が大きい円筒状ワークＷの外周面を加工する際には、極めて有利である。また、ワークＷの両軸端に設けたセンタ穴の摩耗がワーク外周面の研削加工の精度に及ぼす影響も著しく軽減されるので、かかるセンタ穴の摩耗を防止すべく極圧グリースを給油する頻度も軽減することが可能となる。
【００３０】
一方、図６は、本実施例の円筒研削盤を用いて他の形状の円筒状ワークＷ２の研削加工を実施する様子を示したものである。この図に示されるように、本実施例の研削盤では前記角度調整テーブル７を回転させることにより、従来の円筒研削盤と同様、砥石ヘッド５のスピンドル主軸をワーク主軸台２の回転軸と平行に設定した状態でも研削加工を行うことができる。この場合であっても、ワーク主軸台２の回転軸は鉛直方向と合致していることから、研削加工中におけるワークＷ２の芯ずれを回避することができ、ワーク外周面の研削加工精度を高めることが可能となるものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の円筒研削盤によれば、ワーク主軸台の回転軸を鉛直方向と合致させていることから、かかるワーク主軸台に装着されたワークの自重は常にワーク主軸台の回転軸方向へ作用することになり、研削加工中におけるワーク中心軸とワーク主軸台の回転軸芯との芯ずれを防止することができるので、極めて高精度の研削加工を行うことが可能となり、特に重量の大きい大型ワークの外周面を研削加工する際に有利である。
【００３２】
また、ワークの自重がワーク主軸台の回転軸方向へ作用するので、ワークをワーク主軸台に固定した後の芯だし作業を容易に行うことができ、研削加工開始前の段取時間の短縮化を図ることが可能となり、極めて加工効率の高い縦型円筒研削盤を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した縦型円筒研削盤の実施例を示す正面図である。
【図２】実施例に係る角度調整テーブルを用いて砥石ヘッドの設定姿勢を変更した状態を示す図である。
【図３】カップ型砥石を用いたワークの研削加工の一例を示す図である。
【図４】カップ型砥石の回転軸とワークの回転軸との位置関係を示す図である。
【図５】図３に示す研削加工におけるトラバース研削の進行順序を示す図である。
【図６】他の形状のワークに対する研削加工の例を示す図である。
【符号の説明】
１…固定ベッド、２…ワーク主軸台、３…心押台、４…砥石、５…砥石ヘッド、６…砥石送りテーブル、７…角度調整テーブル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical grinder for finishing an outer peripheral surface of a cylindrical work to a predetermined accuracy by grinding, and further relates to an outer peripheral surface of a cylindrical work in which a flange portion is protruded by using such a grinder. The present invention relates to a grinding method for continuously processing a surface without any setup.
[0002]
[Prior art]
[Non-patent document 1] How to recommend grinding (Industry Research Council / 1992.4.1)
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Publication No. 2002-543991
A cylindrical grinder is most commonly used as a grinder for grinding the outer peripheral surface of a cylindrical work. This cylindrical grinder has a work headstock, a tailstock, a grindstone head, and the like arranged on a fixed bed.For a work rotated by the work headstock, a rotating disk-shaped grindstone is provided. It is configured to grind the outer peripheral surface of the work by feeding in the radial direction.
[0004]
The work is provided with center holes on both end surfaces in the axial direction, and the centers provided on the work headstock and tailstock are fitted into these center holes to support the work from both ends in the axial direction. I have. In most cylindrical grinders, the work is supported with the rotation axis aligned with the horizontal direction, while the spindle axis of the grindstone table on which the grindstone is mounted is also provided parallel to the work rotation axis. The grinding allowance can be adjusted by adjusting the amount by which the grindstone is fed in the radial direction.
[0005]
However, in such a conventional cylindrical grinder, since the rotation axis of the work coincides with the horizontal direction, when such a work is a heavy object, the center hole is worn during the processing, and the center axis of the work is reduced. There has been a problem that so-called misalignment, which is displaced from the rotation axis of the work headstock, easily occurs. For this reason, the processing accuracy in the grinding process is reduced, and in particular, in profile grinding in which the tip of the grindstone is moved according to the shape depicted in the chart diagram and the workpiece is formed in the same shape as the chart diagram, the workpiece after machining is processed. The precision of the shape is extremely deteriorated.
[0006]
By periodically lubricating the center hole with extreme pressure grease, it is possible to suppress the wear of the center hole to a certain extent, but it is necessary to stop the grinding work for lubrication, and the processing efficiency Is a factor that hinders the improvement of
[0007]
In addition, when the rotation axis of the work coincides with the horizontal direction in this way, the work of centering after fixing the work between the headstock and the tailstock takes a lot of time, and the work becomes heavy especially. It is noticeable when For this reason, time is required for the setup before the start of the grinding process, which has also been one of the factors that lower the processing efficiency.
[0008]
On the other hand, as a grinding method using such a cylindrical grinder, using a complete grinding wheel that matches the finished shape of the work, the grindstone is cut into the work without relatively moving the grindstone and the work. After so-called plunge cut grinding, or after cutting a grindstone into the work by a predetermined amount at the shaft end of the work, the outer peripheral surface of the work is moved while relatively moving the work and the grindstone in the rotation axis direction. So-called traverse grinding for performing grinding is known. If the size of the work is small, it is possible to cope with the former plunge cut grinding, but it is possible to cope with the large size work by traverse grinding.
[0009]
However, when the grindstone axis is provided in parallel with the rotation axis of the work, if a flange or the like is protruded from the outer peripheral surface of the cylindrical work, the work continues from one shaft end to the other shaft end of the work. And could not be traversed. That is, after grinding the outer peripheral surface from one shaft end to the flange portion, the work is once removed from the headstock, turned 180 °, mounted on the headstock again, and the centering work is performed. In view of the necessity of grinding the surface and the time and labor required for the setup as described above, the processing efficiency had to be remarkably poor.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-543991 discloses that the grinding of the outer peripheral surface of such a work can be entirely performed by only once clamping a cylindrical work having a flange portion projecting from the outer peripheral surface to a headstock. A grinder is disclosed. However, in this grinding machine, a pair of grindstones in which the grindstone spindles intersect each other are provided on the grindstone table. By using these two grindstones properly, the workpiece can be re-clamped in the middle of the machining without re-grip of the workpiece. At the outer peripheral surface of the work. Therefore, an extra spindle or motor for rotating the grindstone is required only by one set, and a mechanism for comparing one of the grindstones from the processing position is also required, and the manufacturing cost of the grinding machine itself is high. Will be.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to prevent the workpiece from being misaligned during the grinding process, to perform high-precision grinding, and to perform centering. It is an object of the present invention to provide a vertical cylindrical grinder which is easy to work and can reduce the setup time before the start of processing, and has extremely high processing efficiency, and a method of grinding a cylindrical work using the same.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a method of grinding a cylindrical work capable of continuously grinding the outer peripheral surface of a cylindrical work having a flange portion protruding without performing setup in the middle. Is to do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a cylindrical grinder for grinding the outer peripheral surface of a cylindrical work, comprising a fixed bed, a rotating shaft provided on the fixed bed and coincident with the vertical direction, A motor that has a work headstock that holds the center axis of a cylindrical work so as to coincide with the rotation axis and rotates the work at a predetermined speed, and a spindle main shaft that supports the rotation of the grindstone and that drives the grindstone to rotate. And a grindstone feed table for freely moving the grindstone head in the vertical and horizontal directions and cutting the grindstone into the work at an arbitrary cutting amount. It is.
[0014]
According to the cylindrical grinding machine of the present invention configured as described above, since the work headstock matches its rotation axis to the vertical direction, the center axis of the cylindrical work matches the rotation axis. By holding the work on the work headstock, the weight of the work always acts in the rotation axis direction of the work headstock, and even if the center hole provided on the work is worn out, It is possible to prevent misalignment between the center axis of the work and the rotation axis of the work headstock. Thus, according to the grinding machine of the present invention, it is possible to improve the grinding accuracy.
[0015]
In the grinding machine of the present invention, since the rotation axis of the work headstock is aligned in the vertical direction, the own weight of the work acts in the rotation axis direction of the work headstock, and the rotation axis of the work headstock is changed. The centering work after fixing the work to the work headstock can be easily performed as compared with a conventional cylindrical grinder that matches in the horizontal direction. As a result, the setup time before the start of the grinding process can be shortened, which can contribute to the improvement of the processing efficiency.
[0016]
On the other hand, when grinding the outer peripheral surface of a cylindrical work in which a flange portion is protruded, in order to enable continuous traverse grinding from one shaft end to the other shaft end of the work, a grinding wheel head is required. It is preferable that a posture changing means is interposed between the wheel and the grindstone feed table so that the direction of the spindle main shaft can be freely changed within 90 degrees from a position matching in the vertical direction to a position matching in the horizontal direction. . With this configuration, the cup grindstone is mounted on the spindle main shaft, and the axial direction of the spindle main shaft is made to coincide with the horizontal direction by using the attitude changing means, and the grindstone feed table is moved from this state, and the cup grindstone is moved. It is possible to continuously grind the outer peripheral surface of the work including the flange portion by using. In order to carry out traverse grinding including the flange part using a cylindrical grinding machine with the spindle spindle parallel to the rotation axis of the work headstock, measures such as making the grinding wheel diameter extremely larger than the workpiece diameter However, it is not realistic considering the processing accuracy, the size of the grinding machine, and the like. For this reason, in grinding the outer peripheral surface of the cylindrical work in which the flange portion is projected, first, after grinding the outer peripheral surface from one shaft end of the work to the flange portion, the work is turned over by 180 °. The work was mounted again on the headstock, and thereafter, the work was ground from the other shaft end to the flange. However, according to the grinding machine of the present invention in which the direction of the spindle main shaft can be freely changed by 90 °, it is not necessary to re-grip the work during the grinding process, and the setup for the centering work and the like can be omitted. In addition, the processing efficiency can be improved.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the vertical cylindrical grinder of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a cylindrical grinding machine to which the present invention is applied. This cylindrical grinding machine can grind the outer peripheral surface of a hollow cylindrical or solid cylindrical work W, and is configured so that the cylindrical work W can also be used for grinding the inner peripheral surface. Have been. Specifically, a fixed bed 1 installed on the floor of a factory, a work headstock 2 provided on the fixed bed 1, and a tailstock provided so as to be able to move up and down above the work headstock 2 3, a grindstone head 5 that holds the grindstone 4 and is driven to rotate at a predetermined number of revolutions, and moves the grindstone head 5 to cut the grindstone 4 into the work W mounted on the work headstock 2. And a grinding wheel feed table 6.
[0018]
The work headstock 2 is provided on the fixed bed 1 as a rotary table, and its rotation axis coincides with a vertical direction (vertical direction in FIG. 1). As shown in FIG. 1, the work W is supported on the work headstock 2 via a center 20, or is fixed using a magnet chuck or the like. The rotation of the work headstock 2 with respect to the fixed bed 1 is supported by a cross roller bearing 21 in which a plurality of rollers are arranged between inner and outer rings, and a rotational driving force is transmitted from a motor (not shown) by a drive belt. It has become so. In this embodiment, the rotation of the work headstock 2 is supported by a rolling bearing. However, if it is desired to obtain extremely high rotational accuracy, a hydrostatic bearing may be used.
[0019]
A support column 30 is provided on the fixed bed 1 so as to extend vertically upward, and the tailstock 3 is provided to be vertically movable with respect to the support column. That is, while the track rails 31, 31 of the linear bearing are fixed to the support column, the slider (not shown) of the linear bearing is fixed to the tailstock 3, and the slider is moved on the track rail 31. Thereby, the tailstock 3 can freely move up and down with respect to the support column 31. A hydraulic cylinder 32 is fixed to the support column 31, and a cylinder rod 33 of the hydraulic cylinder 32 is connected to the tailstock 3. Therefore, when the hydraulic cylinder 32 is operated and the cylinder rod 33 is protruded from the cylinder body, the tailstock 3 descends. When the cylinder rod 33 is stored in the cylinder body, the tailstock 3 resists its own weight. To rise. Then, by lowering the tailstock 3 to a position corresponding to the size of the work W, the center 34 mounted on the tailstock 3 rotates the work W in combination with the center 20 erected on the work headstock 2. The work W is held in the axial direction to support the rotation of the work W.
[0020]
On the other hand, the grinding wheel head 5 has a spindle and a motor integrated, and the grinding wheel 4 for grinding the work W is mounted on the spindle main shaft via a quill section 50. Further, the rotation speed of the spindle main shaft can be variously changed according to the grinding conditions of the work.
[0021]
Also. The whetstone feed table 6 is provided with an intermediate table 60 which is movable in the horizontal direction (X direction) with respect to one side surface of the whetstone support column standing upright from the fixed bed 1, and is provided on the intermediate table 60 in the vertical direction (Y direction). ) Is provided, and the whetstone head 5 is fixed on the top table 61. In FIG. 1, the grindstone support column is omitted. The moving mechanism of the intermediate table 60 and the top table 61 uses a combination of a linear bearing and a ball screw. By rotating a screw shaft 62 of the ball screw by a motor 63, the moving amount corresponding to the amount of rotation is adjusted. 60 and the top table 61. Reference numeral 64 in FIG. 1 denotes a track rail of a linear bearing that supports the movement of the top table 61 in the Y direction.
[0022]
Further, the grindstone head 5 is not directly fixed to the top table 61 of the grindstone feed table 6 but is fixed to the top table 61 via the angle adjusting table 7. The angle adjustment table 7 is provided rotatably with respect to the top table 61. As shown in FIGS. 2A and 2B, the spindle main axis of the grindstone head 5 is aligned with the X direction, It can be set to either one of the states that match the direction. That is, the angle adjustment table 7 corresponds to the posture changing unit of the present invention. A rack 70 is formed on the outer peripheral edge of the angle adjustment table 7, while an operation gear 71 that meshes with the rack 70 is provided on the top table 61. By manually rotating the operation gear 71, the angle is adjusted. The setting of the adjustment table 7 is arbitrarily changed to the position shown in FIG. 2A or the position shown in FIG. 2B, and the angle adjustment table 7 can be fixed at the changed position by fixing means (not shown). Has become. Thus, the grinding wheel shape and the attitude of the spindle main shaft can be selected according to the size and shape of the work W, and the processing efficiency can be improved.
[0023]
FIG. 3 shows a processing example of the work W in the cylindrical grinding machine of the present embodiment. The workpiece W is formed in a cylindrical shape having a hollow portion, and a flange portion W1 is provided upright at the center of the outer peripheral surface in the longitudinal direction. In processing the outer peripheral surface of the work W with the cylindrical grinder of this embodiment, first, a jig 8 having a center hole formed at both shaft ends is inserted into a hollow portion and fixed to the work W. The center 20 attached to the work headstock 2 and the center 34 attached to the tailstock 3 are fitted into the center holes of the jig 8, and the work W is sandwiched between the work headstock 2 and the tailstock 3. Support in this way. Thus, when the work headstock 2 is rotated, the work W rotates together with the work headstock 2. In order to prevent the rotation of the work W from being hindered by the grinding resistance, a button is provided between the center 20 of the work headstock 2 and the jig 8.
[0024]
When the work W is mounted on the work headstock 2, a so-called centering operation for accurately matching the center axis of the work W with the rotation axis of the work headstock 2 is required. If the rotation axis of the work headstock coincides with the horizontal direction as in a conventional cylindrical grinder, loosening the chucking of the work with respect to the work headstock causes the center axis of the work to tilt due to its own weight. Since it was easy, the centering work was difficult, and it was troublesome and time-consuming. For this reason, it takes time to set up before starting the grinding process. In particular, when it is necessary to re-grip the workpiece to the work headstock during machining due to the shape of the workpiece, etc. It took a lot of time to work, and the working efficiency was significantly reduced.
[0025]
However, in the cylindrical grinding machine of the present embodiment, since the rotation axis of the work headstock 2 is vertically aligned as described above, even if the chucking of the work W with respect to the work headstock 2 is loosened, the work W Is hardly inclined with respect to the rotation axis of the work headstock 2, so that the centering operation can be performed more easily than before. As a result, the setup time before the start of the grinding can be reduced, and the working efficiency in the grinding can be improved.
[0026]
On the other hand, a cup-type grindstone is used for grinding the outer peripheral surface of the work W. The grindstone head 5 equipped with the cup-shaped grindstone 4 is set such that the spindle main shaft is aligned with the horizontal direction by rotating the angle adjustment table 7. By moving the grindstone feed table 6 from this state and pressing the annular tip surface of the cup-shaped grindstone 4 against the outer peripheral surface of the work W, the outer peripheral surface of the work W can be ground. At this time, as shown in FIG. 4, the rotation center of the cup-type grindstone 4 is located in a plane including the center axis of the work W, that is, the rotation axis of the work headstock 2.
[0027]
As shown in FIG. 5, the cup grindstone 4 starts grinding from one axial end of the work W. First, while moving in the axial direction of the work W, the outer peripheral surface of the small diameter portion of the work W is ground. Then, the grinding process is performed on both the front and back surfaces of the flange portion W1 while moving the cup grindstone 4 in the horizontal direction (arrow {circle around (1)}). Finally, the outer peripheral surface of the remaining small-diameter portion of the work W is ground (arrow (3)). That is, in the cylindrical grinding machine of the present embodiment, a cup-shaped grindstone is used as the grindstone 4, and the spindle main axis of the grindstone head 5 on which the cup-shaped grindstone 4 is mounted is orthogonal to the rotation axis of the work W. In addition, even with a cylindrical work W having a flange portion W1 standing upright on the outer peripheral surface, traverse grinding can be performed by tracing the outer shape of the work W.
[0028]
Accordingly, the workpiece W having the flange portion W1 protruded from the outer peripheral surface, that is, the workpiece W has to be re-gripped to the workpiece headstock 2 during the grinding process in the related art, and the axial direction of the workpiece W has to be reversed. However, if the cylindrical grinder of the present embodiment is used, re-grip of the work is not required, and setup for centering work and the like required at the time of re-grab can be omitted. . As a result, the working efficiency of the grinding process can be significantly improved.
[0029]
The work W ground by the cylindrical grinding machine of the present embodiment as described above is mounted on the work headstock 2 because the rotation axis of the work headstock 2 is aligned with the vertical direction. During the rotation of the work W, that is, during the grinding process, it is difficult to cause misalignment due to its own weight, and the outer periphery of the work is smaller than that of the conventional cylindrical grinding machine in which the rotation axis of the work headstock 2 is aligned in the horizontal direction. It becomes possible to improve the grinding accuracy of the surface. In particular, when machining the outer peripheral surface of a large and heavy cylindrical work W, it is extremely advantageous. In addition, since the influence of the wear of the center holes provided at both shaft ends of the work W on the accuracy of the grinding of the outer peripheral surface of the work is significantly reduced, the frequency of supplying the extreme-pressure grease to prevent the wear of the center holes is reduced. Can also be reduced.
[0030]
On the other hand, FIG. 6 shows a state in which a cylindrical workpiece W2 of another shape is ground by using the cylindrical grinder of the present embodiment. As shown in this figure, in the grinding machine of this embodiment, by rotating the angle adjustment table 7, the spindle main shaft of the grindstone head 5 is parallel to the rotation axis of the work headstock 2, as in the conventional cylindrical grinding machine. Grinding can be performed even in the state set to. Even in this case, since the rotation axis of the work headstock 2 coincides with the vertical direction, the misalignment of the work W2 during the grinding can be avoided, and the grinding accuracy of the outer peripheral surface of the work is improved. It becomes possible.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the cylindrical grinder of the present invention, since the rotation axis of the work headstock is aligned with the vertical direction, the weight of the work mounted on the work headstock is always the work headstock. Acting in the direction of the rotation axis of the workpiece, it is possible to prevent misalignment between the work center axis and the rotation axis of the work headstock during the grinding process, making it possible to perform extremely high precision grinding. This is particularly advantageous when grinding the outer peripheral surface of a large, heavy workpiece.
[0032]
In addition, since the work's own weight acts in the direction of the rotation axis of the work headstock, the work can be easily centered after the work is fixed to the work headstock, and the setup time before starting grinding is reduced. And a vertical cylindrical grinder with extremely high processing efficiency can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a vertical cylindrical grinder to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a set attitude of a grinding wheel head is changed using an angle adjustment table according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a workpiece grinding process using a cup-type grindstone.
FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between a rotation axis of a cup-type grindstone and a rotation axis of a work.
FIG. 5 is a diagram showing a progression order of traverse grinding in the grinding shown in FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a grinding process on a work having another shape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed bed, 2 ... Work headstock, 3 ... Tailstock, 4 ... Whetstone, 5 ... Whetstone head, 6 ... Whetstone feed table, 7 ... Angle adjustment table